Motor de accionamiento de vehículos de nueva energía y acero al silicio no orientado

Acero GNEE Acero al silicio no orientado de grano laminado en frío

La potencia motriz de los vehículos de nueva energía, especialmente los vehículos eléctricos de clase B y superiores, generalmente es superior a 180 kW y es necesario equipar dos o más conjuntos de sistemas de propulsión eléctrica. A medida que la proporción de vehículos eléctricos de alta gama siga aumentando, la capacidad instalada de motores de propulsión de nueva energía aumentará aún más. Con las ventajas de alta densidad de potencia, bajo consumo de energía, tamaño pequeño y peso ligero, los motores síncronos de imanes permanentes son los más utilizados en vehículos de nueva energía y representan el 94,4% de la capacidad instalada total en 2021. El motor de accionamiento es uno de Los tres componentes centrales de los vehículos de nueva energía, y su dirección de desarrollo futuro es la alta velocidad y la alta potencia. Esto requiere que el motor reduzca el volumen, el peso y la pérdida de hierro del motor tanto como sea posible bajo la misma potencia, pero reducir el volumen y el peso del motor conducirá a una reducción en el par del motor, por lo que la velocidad de Es necesario aumentar el motor. Por ejemplo, la velocidad del motor Prius2015 es casi tres veces mayor que la del motor Prius2004, mientras que el par máximo muestra una tendencia decreciente. Mediante la cooperación del motor de alta velocidad y la caja de cambios, la entrada de bajo par a alta velocidad se transforma en una salida de alto par a baja velocidad, logrando así el propósito de conducir vehículos de nueva energía.

Los motores de accionamiento de alta velocidad y alta potencia también plantean mayores requisitos para los materiales del motor, especialmente los núcleos del estator y del rotor hechos de laminado.acero al silicio no orientadohojas, que no solo determinan directamente la potencia del motor, el par, el consumo de hierro y la temperatura. La actualización también afecta la autonomía de crucero de los vehículos de nueva energía. Por ejemplo, el Nissan Leaf II, que se lanzó en Japón, Norteamérica y Europa en 2018, tiene una capacidad de batería de sólo 40 kWh, pero una autonomía de crucero de hasta 400 km, que es lo mismo que el Tesla Model S con una capacidad de batería de 60kWh. Esto se debe a que Nissan Leaf II utiliza un motor síncrono de imán permanente como motor de accionamiento, que es excitado por imanes permanentes y no requiere corriente de excitación, por lo que no hay pérdida de excitación, baja pérdida y alta eficiencia. Además, el núcleo de hierro del estator y del rotor del motor de tracción del Nissan Leaf II está hecho de láminas laminadas de acero al silicio con un espesor de 0,25 mm, lo que puede reducir la pérdida de hierro y mejorar aún más la eficiencia del motor. El núcleo del motor de propulsión del BMW i3 2016 está hecho de laminadoláminas de acero al siliciocon un espesor de {{0}}.27 mm. Hay una gran cantidad de orificios reductores de peso en el núcleo del rotor para reducir el peso del motor y aumentar la densidad de potencia del motor. Por lo tanto, para mejorar la eficiencia y la densidad de potencia del motor, la lámina de acero al silicio para el motor se ha reducido de las tradicionales 0.35 mm y 0.50 mm a 0,25 mm y 0,27 mm. Es previsible que con el aumento de la velocidad del motor, se aplique gradualmente acero al silicio con especificaciones más delgadas y menor pérdida de hierro a los motores de propulsión de vehículos de nueva energía.

La lámina de acero al silicio no orientada laminada en frío que se utiliza para fabricar los núcleos del estator y del rotor de los motores de accionamiento es el material magnético blando clave que determina la conversión de potencia y energía. La pérdida de hierro generada en el núcleo de hierro es una parte importante de la pérdida del motor, especialmente cuando el motor funciona a alta velocidad, la proporción de pérdida de hierro con respecto a la pérdida total aumenta significativamente. En el estado de frecuencia ultra alta, la pérdida por corrientes parásitas por sí sola representa el 40%-70% de la pérdida total, por lo que esto requiere que el acero al silicio tenga una pérdida de hierro de alta frecuencia lo más baja posible. que puede mejorar la eficiencia del motor y aumentar la autonomía de crucero de los vehículos de nueva energía. También puede suprimir el aumento de temperatura y evitar la desmagnetización del imán permanente; Durante el arranque del vehículo y las etapas de ascenso a baja velocidad, el motor necesita generar un par enorme suficiente para hacer que el automóvil arranque, por lo que debe tener una inducción magnética lo más alta posible. Además, la enorme fuerza centrífuga durante el funcionamiento a alta velocidad y el estricto diseño de la holgura entre el estator y el rotor también requieren que el material del rotor tenga un mayor límite elástico. Por lo tanto, los motores de accionamiento de vehículos de nueva energía con alta velocidad y alta densidad de potencia requieren el uso de láminas de acero al silicio no orientadas laminadas en frío con especificaciones más delgadas (menor o igual a 0,35 mm), menor pérdida de hierro por alta frecuencia, mayor inducción magnética. y alto límite elástico.

Debido al largo flujo del proceso, la estrecha ventana del proceso y la difícil producción de productos de acero al silicio no orientado de alta resistencia para motores de propulsión de vehículos de nueva energía, hay pocas empresas con capacidad de producción estable y a gran escala en el mundo. En la actualidad, el acero al silicio no orientado para motores de vehículos de nueva energía puede ser producido en el mundo por la japonesa JFE, Nippon Steel y la surcoreana Posco, mientras que sólo unas pocas empresas en China, como Baosteel, Shougang y Taiyuan Iron and Acero, se puede producir en masa. Con el rápido desarrollo de vehículos de nueva energía, la demanda del mercado global de acero al silicio no orientado para motores de propulsión de vehículos de nueva energía es fuerte.